一種長壽命低溫漂低成本超高清光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種長壽命低溫漂低成本超高清光學(xué)系統(tǒng)，從物側(cè)起依次包括又第一透鏡(1)、第二透鏡(2)、第三透鏡(3)、光闌(4)、第四透鏡(5)、第五透鏡(6)、第六透鏡(7)、濾光片(8)以及像面(9)，所述第一透鏡(1)為彎月形球面透鏡、第二透鏡(2)為彎月形非球面透鏡、第三透鏡(3)為雙凸形非球面透鏡、第四透鏡(5)為雙凸形球面透鏡、第五透鏡(6)彎月形球面透鏡、第六透鏡(7)為彎月形非球面透鏡。
【專利說明】一種長壽命低溫漂低成本超高清光學(xué)系統(tǒng) 【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)系統(tǒng)，尤其涉及一種應(yīng)用于車載、監(jiān)控系統(tǒng)的低溫漂、壽 命長、低成本、超高清光學(xué)系統(tǒng)。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 目前車載、監(jiān)控用的高像素、日夜兩用光學(xué)系統(tǒng)普遍存在這樣的缺點(diǎn)：成本高、溫 漂大、使用壽命短、日夜不能成同等清晰的像等等。目前市場上還沒有鏡頭能夠同時(shí)克服上 述缺點(diǎn)，只有少數(shù)鏡頭，在犧牲其它方面的情況下改善某個(gè)方面，比如為了實(shí)現(xiàn)日夜都能成 同等清晰的圖像，就得使系統(tǒng)的成本增加、溫漂加大、使用壽命減小等。使用過程受環(huán)境影 響非常大，常溫下能拍攝到清晰圖片，但高溫和低溫環(huán)境不能夠拍攝到清晰的圖片，或者在 復(fù)雜環(huán)境下使用很短的時(shí)間系統(tǒng)就不能正常工作，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足車載、監(jiān)控系統(tǒng)要求的在 復(fù)雜環(huán)境下圖像清晰度和真實(shí)性及長時(shí)間正常使用，目前市場上還沒有克服以上全部缺點(diǎn) 的鏡頭。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種低成本、低溫漂、壽命長、日夜均能清晰成 像的光學(xué)系統(tǒng)，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：
[0004] 一種長壽命低溫漂低成本超高清光學(xué)系統(tǒng)，從物側(cè)起依次包括又第一透鏡、第二 透鏡、第三透鏡、光闌、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡、濾光片以及像面，所述第一透鏡為彎 月形球面透鏡、第二透鏡為彎月形非球面透鏡、第三透鏡為雙凸形非球面透鏡、第四透鏡為 雙凸形球面透鏡、第五透鏡彎月形球面透鏡、第六透鏡為彎月形非球面透鏡。
[0005] 所述第一透鏡的光焦度為負(fù)的玻璃鏡片；第二透鏡的光焦度為負(fù)的塑料鏡片；第 三透鏡的光焦度為正的塑料鏡片；第四透鏡的光焦度為正的玻璃鏡片；第五透鏡的光焦度 為負(fù)的玻璃鏡片；第六透鏡的光焦度為正的塑料鏡片。
[0006] 第四透鏡和第五透鏡用光學(xué)膠水粘合在一起。
[0007] 第二透鏡的兩面均為橢圓非球面；第三透鏡的物側(cè)一面為橢圓非球面，像側(cè)一面 為雙曲線非球面；第六透鏡的兩面均為雙曲線非球面。
[0008] 第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡都鍍有可見光和紅 外光增透膜。
[0009] 第二透鏡、第三透鏡、第六透鏡非球面的表面形狀滿足以下方程式： Z=cy2/{1 + J[1 -(1 + k)c2y2]}+ aiy2+ azf^+asji6 +a4f? +asy10 +a§y12 + a?yi4 4-a8y16 <,
[0010] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0011] 1、目前市場上大部分高像素光學(xué)系統(tǒng)普遍成本較高，本實(shí)用新型的成本非常低， 是市場上類似系統(tǒng)的一半，甚至更低；
[0012] 2、目前市場上高像素光學(xué)系統(tǒng)為了提高像素，導(dǎo)致溫漂大，在常溫下能成清晰圖 像，但在高溫和低溫下均不能獲得清晰圖像，本實(shí)用新型從低溫到高溫都能夠拍攝到清晰 圖像，甚至從超低溫（_50°C )到超高溫（90°C )都能獲得清晰圖像；
[0013] 3、目前市場上大部分高像素光學(xué)系統(tǒng)為了提高像素，導(dǎo)致在高溫、強(qiáng)光照、風(fēng)沙等 復(fù)雜環(huán)境下系統(tǒng)的壽命大幅度減小，本實(shí)用新型不管是正常環(huán)境還是高溫、強(qiáng)光照、風(fēng)沙等 復(fù)雜環(huán)境下，系統(tǒng)的使用壽命都不受影響；
[0014] 4、目前市場上大部分高像素系統(tǒng)在灰塵、煙霧、小雨等可見度低環(huán)境中幾乎拍攝 不到清晰的圖像，本實(shí)用新型在灰塵、煙霧、小雨等環(huán)境中可拍攝到清晰、高對比度的黑白 圖像；
[0015] 5、目前市場上高像素系統(tǒng)白天可以拍攝到清晰圖片，但晚上拍攝到的圖片很模糊 或者沒有白天拍攝到的圖片清晰，本實(shí)用新型不僅白天可以拍攝到清晰的圖片，晚上也可 以拍攝到同樣清晰的圖片。 【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0016] 圖1是本實(shí)用新型的光學(xué)系統(tǒng)圖。 【【具體實(shí)施方式】】
[0017] 下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述：如圖1所示，一 種長壽命低溫漂低成本超高清光學(xué)系統(tǒng)，從被攝物體一側(cè)到像面9依次包括有第一透鏡1、 第二透鏡2、第三透鏡3、光闌4、第四透鏡5、第五透鏡6、第六透鏡7以及濾光片8。所述第 一透鏡1為彎月形球面透鏡，其光焦度為負(fù)，材質(zhì)為玻璃；第二透鏡2為彎月形非球面透鏡， 其光焦度為負(fù)，材質(zhì)為塑料，兩面均為橢圓非球面；第三透鏡3為雙凸形非球面透鏡，其光 焦度為正，材質(zhì)為塑料，物側(cè)一面為橢圓非球面，像側(cè)一面為雙曲線非球面；第四透鏡5為 雙凸形球面透鏡，其光焦度為正，材質(zhì)為玻璃；第五透鏡6為彎月形球面透鏡，其光焦度為 負(fù)，材質(zhì)為玻璃；第六透鏡7為彎月形非球面透鏡，其光焦度為正，材質(zhì)為塑料，兩面均為雙 曲線非球面。
[0018] 為了實(shí)現(xiàn)低成本，設(shè)計(jì)時(shí)第一透鏡2、第三透鏡3第六透鏡7為塑料鏡片，最大限度 的降低了成本；第一透鏡1、第四透鏡5、第五透鏡6米用最便宜的玻璃鏡片，這樣玻璃鏡片、 塑料鏡片搭配使用，不僅使成本降到最低，同時(shí)有效的矯正了系統(tǒng)的各像差，使系統(tǒng)的分辨 率也大幅度提升。
[0019] 為了實(shí)現(xiàn)低溫漂，設(shè)計(jì)時(shí)第一透鏡1、第四透鏡5、第五透鏡6采用玻璃球面透鏡， 利用玻璃的穩(wěn)定性，降低系統(tǒng)對溫度的敏感度；第二透鏡2采用塑料鏡片，其光焦度為負(fù)； 第三透鏡3、第六透鏡7采用塑料鏡片，且這兩塊鏡片光焦度均為正，塑料透鏡正負(fù)光焦度 搭配使用，使透鏡的各參數(shù)相互補(bǔ)償，有效的改善了由溫度變化引起的系統(tǒng)分辨率下降。另 夕卜，系統(tǒng)中第三透鏡3的像側(cè)一面和第六透鏡7的兩面均為雙曲線非球面，能夠很好的矯正 系統(tǒng)的場曲，使得系統(tǒng)不管是高溫還是低溫，像面中心和邊緣的分辨率同樣高。
[0020] 為了實(shí)現(xiàn)長壽命，設(shè)計(jì)時(shí)與環(huán)境直接接觸的第一透鏡1采用玻璃材質(zhì)，利用玻璃 材質(zhì)的耐高溫、耐腐蝕、耐劃傷等特性，保護(hù)整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)在裝配、運(yùn)輸、使用過程中不被劃 傷，在高溫、低溫、強(qiáng)光照、風(fēng)沙等惡劣環(huán)境下不易被風(fēng)解、破壞，從而延長了系統(tǒng)的使用壽 命。
[0021 ] 為了實(shí)現(xiàn)日夜兩用及透霧性，第四透鏡5采用超低色散的材料，第五透鏡6采用高 折射率材料，且這兩塊透鏡粘合在一起，高色散材料與超低色散材料配合使用，很好的矯正 了由紅外光引起的二級光譜，整個(gè)系統(tǒng)球面與非球面交替搭配，平衡了系統(tǒng)的各像差，使得 白光和紅外光都能在像面上成清晰的像。另外，本實(shí)用新型的六枚透鏡都鍍有可見光和紅 外光增透膜，使得可見光和紅外光在各透鏡上都有很好的透過率，保證成像清晰的同時(shí)也 保證了整幅畫面的亮度。
[0022] 第二透鏡2、第三透鏡3、第六透鏡7的非球面表面形狀滿足以下方程式： Z=cyV{1 + ^l-(l + k)cV]}+ a,a2yHa分相?娜娜 u ta7y" 式中，參數(shù)c為半徑所對應(yīng)的曲率，y為徑向坐標(biāo)（其單位和透鏡長度單 位相同），k為圓錐二次曲線系數(shù)。當(dāng)k系數(shù)小于-1時(shí)，面型曲線為雙曲線，等于-1時(shí)為 拋物線，介于-1到〇之間時(shí)為橢圓，等于〇時(shí)為圓形。％至a8分別表示各徑向坐標(biāo)所對應(yīng) 的系數(shù)，通過以上參數(shù)可以精確設(shè)定透鏡前后兩面非球面的形狀尺寸。
[0023] 本實(shí)用新型設(shè)計(jì)時(shí)采用寬光譜，且設(shè)計(jì)的理論解像力遠(yuǎn)高于實(shí)際需要值，保證了 圖像銳利度和色彩還原性。
【權(quán)利要求】
1. 一種長壽命低溫漂低成本超高清光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：從物側(cè)起依次包括又第一 透鏡（1)、第二透鏡（2)、第三透鏡（3)、光闌（4)、第四透鏡（5)、第五透鏡（6)、第六透鏡 (7)、濾光片（8)以及像面（9)，所述第一透鏡（1)為彎月形球面透鏡、第二透鏡（2)為彎月 形非球面透鏡、第三透鏡（3)為雙凸形非球面透鏡、第四透鏡（5)為雙凸形球面透鏡、第五 透鏡（6)彎月形球面透鏡、第六透鏡（7)為彎月形非球面透鏡。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長壽命低溫漂低成本超高清光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：所 述第一透鏡（1)的光焦度為負(fù)的玻璃鏡片；第二透鏡（2)的光焦度為負(fù)的塑料鏡片；第三 透鏡（3)的光焦度為正的塑料鏡片；第四透鏡（5)的光焦度為正的玻璃鏡片；第五透鏡（6) 的光焦度為負(fù)的玻璃鏡片；第六透鏡（7)的光焦度為正的塑料鏡片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長壽命低溫漂低成本超高清光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：第 四透鏡（5)和第五透鏡（6)用光學(xué)膠水粘合在一起。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長壽命低溫漂低成本超高清光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：第 二透鏡（2)的兩面均為橢圓非球面；第三透鏡（3)的物側(cè)一面為橢圓非球面，像側(cè)一面為雙 曲線非球面；第六透鏡（7)的兩面均為雙曲線非球面。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長壽命低溫漂低成本超高清光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：第 一透鏡（1)、第二透鏡（2)、第三透鏡（3)、第四透鏡（5)、第五透鏡（6)、第六透鏡（7)都鍍有 可見光和紅外光增透膜。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高像素低溫漂低成本紅外共焦光 學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：第二透鏡（2)、第三透鏡（3)、第六透鏡（7)非 球面的表面形狀滿足以下方程式:Z=cy2/{1 + Jll-(l+k)c2y2]}+ aiy2+ aa^-ra.iy6 ^4}18 -t-asy10 -fayy14 -fagy16 〇
【文檔編號】G02B13/18GK203870327SQ201420246263
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】王玉榮, 李建華, 王曉, 彭佳龍, 邱盛平 申請人:中山聯(lián)合光電科技有限公司